外場応答と欠陥観測による液晶散逸構造の物理的性質の研究

液晶耗散结构物理特性的外场响应和缺陷观察研究

基本信息

批准号：
08F08333
负责人：
甲斐昌一
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2010
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08F08333/
关键词：
散逸構造外場応答欠陥ソフトモード乱流液晶

项目摘要

非平衡開放系では「散逸構造」と呼ばれる秩序パターンが形成されることが知られており、代表例として熱対流や液晶電気対流における対流ロールの周期配列が上げられる。これまでの散逸構造の研究では、「時空カオス」とよばれる対流パターンが時間空間的に不規則に変動する現象が何種類か発見され、マクロ秩序変数を用いた決定論的な非線形ダイナミクスの観点から研究されてきた。一方本研究では、液晶電気対流系において、対流モードと南部-ゴールドストーン・モードとの非線形相互作用によって弱非線形領域で生じる時空カオス「ソフトモード乱流(SMT)」の統計力学的性質を、外場応答と欠陥観測の観点から明らかにすることを目的としている。本年度は、パターンの2次元スペクトルから定義される新しい秩序変数を導入することによって、南部-ゴールドストーン・モードの効果を抑制する外場(磁場)によるパターンの変化について調べた。その結果、等方的な時空カオス、異方的な時空カオス、ノーマル・ジグザク、アブノーマル・ジクザクが現れることがわかった。また、磁場強度を横軸、制御パラメータ(印加電圧)を横軸とする相図を作成した。

众所周知，在非平衡开放系统中形成了称为“耗散结构”的阶模式，并且作为一个典型的例子，在热对流中的对流卷和液体晶体电流的周期性排列被提升。先前对耗散结构的研究发现了几种称为“时空混乱”的对流模式，这些模式在时间和空间中不规则地波动，并从确定性的非线性动力学的角度研究了使用宏阶变量。另一方面，这项研究旨在阐明由于对流模式与液体晶体电触发系统中的非线性相互作用在较弱的非线性区域内发生的时空混乱“软模式湍流（SMT）”的统计机械性能，该特性是在弱的非线性区域内发生的。今年，我们研究了由于外部磁场（磁场）引起的模式变化，这些变化通过引入图案的二维频谱定义的新阶变量来抑制南形石模式的影响。结果，发现各向同性时空混乱，各向异性时空混乱，正常的曲折和异常的锯齿形出现。另外，以磁场强度为水平轴和控制参数（施加电压）作为水平轴制备相图。